專利名稱：一種常壓與負(fù)壓相結(jié)合的微波噴動床均勻化干燥萵苣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種常壓與負(fù)壓相結(jié)合的微波噴動床高效均勻化干燥萵苣的方法，本發(fā)明屬于果蔬食品加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及果蔬脫水加工。
背景技術(shù)：
萵苣可分為葉用萵苣和莖用萵苣，莖用萵苣，又名萵筍，為菊科萵苣屬一、二年生草本植物，根莖發(fā)達(dá)，在我國的種植面積較大，南北方都有種植，為我國傳統(tǒng)栽培蔬菜。萵苣的營養(yǎng)價值很高且美味可口.含礦物質(zhì)、鈣、磷、鐵較豐富，亦含VA、VB1、VB2、V。、 尼克酸、蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、灰分及鉀、鎂等微量元素和食物纖維等，深受消費(fèi)者喜愛，但是萵苣屬于季節(jié)性蔬菜，其供應(yīng)受季節(jié)性影響比較大，而且不易貯運(yùn)，不能滿足全年供應(yīng)，制成脫水蔬菜可以解決這一難題，有效解決了萵苣生產(chǎn)旺季的貯藏和銷售問題。脫水蔬菜是經(jīng)過脫水加工使其保持特有風(fēng)味、色素和營養(yǎng)素的精制干菜，脫水蔬菜具有新鮮蔬菜的色、香、味、質(zhì)、便于貯運(yùn)、儲藏時間長等優(yōu)點(diǎn)，近10多年來國內(nèi)外市場上脫水蔬菜的需求量逐年增加，而我國的脫水蔬菜加工業(yè)近幾年也得到了迅猛的發(fā)展，但是從整體水平上看，我國脫水蔬菜的整體實(shí)力還比較薄弱.脫水蔬菜生產(chǎn)中存在的主要問題是加工工藝落后、生產(chǎn)設(shè)備簡陋、產(chǎn)品質(zhì)量較低，在國際市場上處于中、下等商品，嚴(yán)重地影響到經(jīng)濟(jì)效益。高能耗和嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)是農(nóng)產(chǎn)品和食品干燥中的兩個最主要的問題。 因此改善脫水蔬菜的加工工藝，完善加工設(shè)備，拓寬傳統(tǒng)脫水蔬菜的發(fā)展，提高性價比，是我國發(fā)展脫水蔬菜生產(chǎn)極為迫切的需求。農(nóng)產(chǎn)品的干燥從簡單的使用太陽能干燥發(fā)展到目前各種各樣的干燥方法及設(shè)備大致經(jīng)歷了四個階段。目前，最易工業(yè)化實(shí)現(xiàn)的方式是熱風(fēng)干燥，但能耗大，產(chǎn)品質(zhì)量差； 最熱門的方式是微波加熱干燥，能耗小，加熱快，溫度低，但加熱不均勻；冷凍干燥方法產(chǎn)品質(zhì)量最好，營養(yǎng)損失最小，但設(shè)備投資太大，能耗也較大。各種干燥方法均有其優(yōu)勢，也有缺點(diǎn)，而聯(lián)合干燥能揚(yáng)長避短、優(yōu)勢互補(bǔ)，更是干燥技術(shù)的發(fā)展趨勢。近年來，國內(nèi)外也有大量關(guān)于聯(lián)合干燥方面的研究報道，比如熱風(fēng)與微波聯(lián)合干燥、真空冷凍干燥、真空微波干燥、 噴動床干燥聯(lián)合干燥研究等。噴動床干燥技術(shù)(Spouted bed drying，SBD)的研究起步較早，是二十世紀(jì)五十年代中期由加拿大國家自然研究院的Mathur和Gisher為干燥小麥等一些顆粒狀谷物設(shè)計的。噴動床具有良好的傳熱和傳質(zhì)效果，具有如下特點(diǎn)物料有循環(huán)運(yùn)動，溫度均勻性好; 物料在噴動區(qū)內(nèi)與氣流接觸良好，具有較高傳熱與傳質(zhì)效率；物料在噴動區(qū)內(nèi)與熱空氣接觸僅幾秒鐘，有利于熱敏性物料干燥。采用微波干燥技術(shù)與噴動床干燥技術(shù)聯(lián)合進(jìn)行萵苣干燥，縮短了干燥時間，降低了干燥能耗，減少了萵苣中葉綠素在加工過程中的流失，而且克服了微波干燥不均勻的缺點(diǎn)。而負(fù)壓微波噴動床干燥技術(shù)更是結(jié)合了真空干燥技術(shù)在里面，在一定的真空度下降低了水分蒸汽壓，使水分在較低溫度下被干燥，物料在負(fù)壓下能實(shí)現(xiàn)噴動、旋轉(zhuǎn)、流動，達(dá)到物料高效、均勻干燥的目的，同時縮短時間，降低干燥溫度，更適于熱敏性物質(zhì)的干燥。Leyla Nesrin Kahyaoglu (2010)等運(yùn)用噴動床和微波噴動干燥半糊化小麥和麥片時表明，微波噴動干燥產(chǎn)品會產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)、密度較小且加工過程中大大縮短了干燥時間，保留了較好的色澤，減少了營養(yǎng)物質(zhì)的損失.在較低的熱風(fēng)溫度及微波參數(shù)下(50°C，
加工的麥片比普通的噴動床干燥具有較大的質(zhì)量和節(jié)能優(yōu)勢，但是干燥的是半糊化小麥和麥片，粘稠性較高，并不適用于大部分果蔬產(chǎn)品的加工.而噴動床在國內(nèi)研究起步較晚，主要用于顆粒狀原料的干燥。Hao !^ng (1999)等運(yùn)用微波噴動聯(lián)合干燥技術(shù)干燥藍(lán)莓，研究表明該方法明顯降低了干燥時間，同時產(chǎn)品具有更高的復(fù)水率、復(fù)水速度、較低的密度以及較優(yōu)的色澤，但是整粒藍(lán)莓顆粒干燥，在干燥前組織未破壞，適應(yīng)此種干燥方法的果蔬很少，應(yīng)用面較窄。Hao Feng (1998)等還用微波噴動干燥方法干燥蘋果丁將其水分含量由24%干燥至5%，實(shí)驗表明微波噴動床和微波固定床相比大大提高了加熱的均勻性。產(chǎn)品和熱風(fēng)干燥及噴動床干燥相比，具有較優(yōu)的色澤和較高的復(fù)水性.和無微波的噴動床相比，干燥時間減少了 80%。但是僅僅是將水分含量從24%干燥至5%，并不是從初始水分含量進(jìn)行干燥。張慜等(專利申請?zhí)?01010572755. 0)公開了一種重組混合紫薯微波噴動干燥制品的均勻護(hù)色方法，以紫薯為主要原料生產(chǎn)紫薯休閑食品采用微波噴動床干燥的方法，得到具有松脆性和膨化的休閑食品，所得產(chǎn)品在色澤保護(hù)、營養(yǎng)成分的保持和感官品質(zhì)等方面比傳統(tǒng)的加工方式更具有優(yōu)勢。但是在成型時需要在超低溫冰箱中長時間冷凍，耗時又耗能。張慜等(專利申請?zhí)?00810244418. 1)公開了一種提高顆粒狀果蔬微波干燥均勻性的噴動輔助方法，根據(jù)物料的不同干燥階段調(diào)整進(jìn)風(fēng)壓力和進(jìn)風(fēng)角度，物料所接收的微波能比傳統(tǒng)的固定或流化方式更為均勻；由于微波是內(nèi)部加熱，被干燥果蔬水分得以有效迅速蒸發(fā)，達(dá)到均勻干燥的目的。但采用的果蔬形狀為顆粒狀，應(yīng)用范圍受限制。張慜等(專利申請?zhí)?00910213559. 1)公開了一種提高微波噴動干燥中顆粒狀果蔬均勻膨化效果的分段方法，通過熱風(fēng)與微波噴動干燥分段方法使得顆粒狀果蔬在微波場受熱均勻，水分蒸發(fā)迅速，干燥之后果蔬呈多孔性結(jié)構(gòu)，有效地提高了產(chǎn)品的膨化度，在顆粒狀果蔬被迅速干燥的同時也提高了產(chǎn)品的膨化效果并保證產(chǎn)品均勻膨化，營養(yǎng)成分保存好，色澤、感官等品質(zhì)好的特點(diǎn)。顏偉強(qiáng)等(2010)運(yùn)用微波噴動技術(shù)研究土豆的噴動特性， 實(shí)驗表明轉(zhuǎn)換點(diǎn)、微波功率和土豆丁的形狀對產(chǎn)品的膨化率和脆度有很大影響。但是以上兩個報道均是將熱風(fēng)干燥與微波噴動干燥聯(lián)合干燥，轉(zhuǎn)換點(diǎn)不易控制，會導(dǎo)致膨化效果不易一致。曹崇文(1991)等人曾經(jīng)研究過小麥噴動干燥的流體力學(xué)問題和工藝參數(shù)單因素變化的范圍，探索噴動床大規(guī)模用于糧食干燥的可能性。陳丹玲(2007)等對噴動床進(jìn)行了改進(jìn)，考察了油菜籽的干燥動力學(xué)。但是這些研究都是基于含水量較小的顆粒狀谷物原料的，工藝參數(shù)不適于果蔬。張慜、王玉川(專利申請?zhí)?01010572843. 0)公開了一種負(fù)壓微波均勻化噴動干燥裝置及應(yīng)用，側(cè)重于噴動干燥裝置的設(shè)計，對其應(yīng)用的參數(shù)描述較少。黃少波等(專利申請?zhí)?01010572783. 2)公開了一種延長脫水萵苣片貯藏期的復(fù)合護(hù)色方法，將萵苣進(jìn)行預(yù)處理、護(hù)色液浸泡，采用乳糖、蔗糖、食鹽混合液進(jìn)行護(hù)色，然后采用熱風(fēng)干燥，干燥過程中葉綠素流失較嚴(yán)重。以上均是采用噴動干燥方式進(jìn)行干燥，或微波噴動床干燥，或以萵苣為原料進(jìn)行干燥，雖然研究并不少，但未見有以微波噴動干燥方式，特別是采用常壓與負(fù)壓結(jié)合進(jìn)行萵苣微波噴動干燥的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種常壓與負(fù)壓相結(jié)合的萵苣微波噴動床高效均勻化干燥方法，涉及果蔬脫水加工，可用于各類高含水量的，可切丁、切片的果蔬加工。技術(shù)解決方案萵苣常壓與負(fù)壓相結(jié)合的微波噴動床高效均勻化干燥方法，是微波干燥技術(shù)與常壓噴動床及負(fù)壓噴動床干燥技術(shù)聯(lián)合進(jìn)行萵苣丁的干燥，過程為將新鮮萵苣預(yù)處理、EDTA-Na溶液護(hù)色、燙漂、乙酸鎂乙酸鋅溶液護(hù)色、微波噴動干燥(常壓與負(fù)壓微波噴動干燥串聯(lián)聯(lián)合干燥)、包裝、貯藏。步驟為
(1)新鮮萵苣預(yù)處理新鮮萵苣去葉、去皮、清洗、切成8mmX8mm的丁(或切成3_5mm的
片)·’
(2)EDTA-Na溶液護(hù)色處理對預(yù)處理后萵苣采用質(zhì)量濃度l%EDTA_Na溶液進(jìn)行浸泡 30min，進(jìn)行護(hù)色處理；
(3)燙漂步驟(2)處理后萵苣95°C水中燙漂:3min進(jìn)行物料中酶類的滅活，，取出浙
干；
(4)乙酸鎂-乙酸鋅溶液護(hù)色燙漂后萵苣采用1%的乙酸鎂與1%的乙酸鋅護(hù)色劑溶液浸泡30-60min，溶液pH調(diào)至7. 5左右；
(5)微波噴動干燥分為四階段對物料進(jìn)行干燥，第一階段采用常壓微波噴動床進(jìn)行噴動，熱風(fēng)溫度80°C，微波功率200W，熱風(fēng)速度8m/s，干燥時間5min (或熱風(fēng)干燥80°C 干燥30min)；第二階段采用常壓微波噴動床干燥，熱風(fēng)溫度70°C，微波功率400W，熱風(fēng)速度8m/s，干燥時間7min ；第三階段采用負(fù)壓微波噴動床干燥，微波功率300W，真空度 0. 040-0. 060MPa，干燥時間IOmin ；第四階段采用負(fù)壓微波噴動床干燥，微波功率200W，真空度0. 040-0. 060MPa，干燥時間15_20min，控制干燥至物料濕基含水量m ；
(6)包裝、貯藏待干燥后產(chǎn)品冷卻至室溫，采用聚乙烯袋進(jìn)行密封包裝，常溫下避光貯藏。萵苣是高含水類物料，含水量高達(dá)97%。所含水分以游離水、膠體結(jié)合水、化學(xué)結(jié)合水三種不同狀態(tài)存在，大部分的游離水和膠體結(jié)合水在干燥過程中被除去，化學(xué)結(jié)合水存在于物料分子中，一般不能用干燥的方法除去。脫水蔬菜的干燥過程包括(1)能量從周圍環(huán)境傳遞到物料表面使表面水分蒸發(fā)；( 內(nèi)部水分轉(zhuǎn)遞到物料表面，隨之由于過程(1)而蒸發(fā)。干燥速率由(1)、(幻兩個過程中較慢的一個速率控制。在由外部條件控制的干燥過程中，干燥由外部參數(shù)控制，強(qiáng)化物料的外部傳熱傳質(zhì)可提高干燥速率。而在內(nèi)部條件控制的干燥過程中，物料表面沒有充足的自由水分，熱量傳至濕物料后，物料就開始升溫并在其內(nèi)部形成溫度梯度，熱量由物料外部傳入內(nèi)部，而濕分從物料內(nèi)部向表面遷移，物料內(nèi)部的濕分遷移成為干燥過程的控制因素。微波能與熱風(fēng)噴動聯(lián)合干燥在不同階段干燥的原理為(1)在脫水過程初始階段應(yīng)用微波能，物料內(nèi)部快速加熱至蒸發(fā)溫度，蒸汽被迫向外表面移動，從而為熱風(fēng)從表面除去水分創(chuàng)造了條件。干燥速率的提高歸功于物料多孔通道的形成，促進(jìn)了水蒸汽的傳遞。 (2)在降速干燥階段應(yīng)用微波能。在這種情況下物料表層是干的，水分集中在內(nèi)部。此時應(yīng)用微波干燥，內(nèi)部產(chǎn)生熱蒸汽壓迫使水分移向表面，迅速將其除去。(3)在低水分含量時應(yīng)用微波能，也就是常規(guī)干燥系統(tǒng)效率最低時使用，以完成干燥?？紤]到物料在用空氣干燥時會因收縮而引起干燥速率的降低，用微波加熱則可迫使水蒸汽外移而阻止組織結(jié)構(gòu)的收縮。本發(fā)明的有益效果
與目前工業(yè)生產(chǎn)中采用的熱風(fēng)干燥這種普通的干燥方式相比，由于葉綠素對光、熱、 氧均較敏感，因此需要盡量降低干燥溫度，縮短干燥時間，以減少葉綠素在干燥過程中的損失。本發(fā)明采用微波噴動干燥，在脫水過程的初始階段、在降速干燥階段、在低水分含量時均運(yùn)用微波能，可以使物料內(nèi)部與表面同時加熱，提高干燥效率，而且在噴動床中物料與氣流接觸良好，具有較高傳熱與傳質(zhì)效率，干燥均勻，葉綠素的保存率有所提高。與真空微波干燥技術(shù)相比，微波與噴動床干燥技術(shù)結(jié)合干燥的產(chǎn)品均勻性更好。與真空冷凍干燥技術(shù)相比，本發(fā)明干燥產(chǎn)品質(zhì)量雖然比真空冷凍稍差，但能耗卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于真空冷凍干燥。綜上，與背景技術(shù)相比，本發(fā)明將干燥技術(shù)分為四個階段，第一階段采用高風(fēng)速、 高溫度，使干燥速率達(dá)到最高，而采用低微波功率可以將微波“棱角效應(yīng)”產(chǎn)生的邊角易過度加熱以致焦黃的現(xiàn)象降低(或采用80°C烘箱干燥30min，除去原料表面水分，以防止片狀物料粘連不易干燥的現(xiàn)象發(fā)生)；第二階段采用高微波功率可以使物料內(nèi)部產(chǎn)生更多的孔道，使產(chǎn)品的復(fù)水率更高；第三、四階段采用負(fù)壓微波噴動床干燥，使產(chǎn)品處在較低的蒸汽壓下進(jìn)行干燥，降低了物料溫度，改善了因后期水分含量低而難于干燥的情況，縮短了干燥時間，使葉綠素這種熱敏性物質(zhì)在干燥過程中損失達(dá)到最小。本方法生產(chǎn)的脫水萵苣葉綠素含量較高，顏色翠綠，復(fù)水率高、復(fù)水速度快、復(fù)水后口感較好，干燥時間短，干燥溫度低， 生產(chǎn)成本低，最大程度地保持了產(chǎn)品原有的色澤、風(fēng)味及營養(yǎng)價值，且本方法干燥產(chǎn)品時循環(huán)運(yùn)動，受熱均勻，產(chǎn)品色澤較均勻。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 微波噴動干燥萵苣丁的生產(chǎn)
(1)新鮮萵苣進(jìn)行去葉、去皮、清洗、切丁(8mmX8mm)。(2)取處理好的萵苣丁 200g，采用1%EDTA-Na溶液進(jìn)行浸泡30min。(3) 95°C水中燙漂 3min，冷卻。(4)浸入1%的乙酸鎂、1%的乙酸鋅溶液中浸泡30-60min進(jìn)行護(hù)色，取出后浙干表面水分。(5)干燥，工藝參數(shù)為第一階段采用常壓微波噴動床干燥，熱風(fēng)溫度80°C，微波功率200W，熱風(fēng)速度8m/s，干燥時間5min ；第二階段采用常壓微波噴動床干燥，熱風(fēng)溫度 70°C，微波功率400W，熱風(fēng)速度8m/s，干燥時間7min ；第三階段采用負(fù)壓微波噴動床干燥， 微波功率300W，真空度0. 040-0. 060MPa，干燥時間IOmin ；第四階段采用負(fù)壓微波噴動床干燥，微波功率200W，真空度0. 040-0. 060MPa,干燥時間15_20min，最終干燥至濕基含水率m 左右ο
(6)采用聚乙烯袋密封包裝，常溫避光保藏。實(shí)施例2 微波噴動干燥萵苣片的生產(chǎn)
(1)新鮮萵苣，進(jìn)行去葉、去皮、清洗、切片(3-5mm)，
(2)取處理好的萵苣片200g，采用1%EDTA-Na溶液進(jìn)行浸泡30min。(3) 95°C水中燙漂 3min，冷卻。(4)浸入乙酸鎂、乙酸鋅溶液中浸泡30-60min進(jìn)行護(hù)色，取出后浙干表面水分。(5)進(jìn)行熱風(fēng)干燥和微波噴動干燥串聯(lián)聯(lián)合干燥。工藝參數(shù)為第一階段采用熱風(fēng)干燥(80°C)干燥30min至水分含量65%左右，除去表面大量的自由水，防止噴動干燥時萵苣片粘連；第二階段采用常壓微波噴動干燥進(jìn)行干燥，熱風(fēng)溫度70°C，微波功率400W，熱風(fēng)速度8m/s，干燥時間7min ；第三階段，采用負(fù)壓微波噴動床干燥，微波功率300W，真空度 0. 040-0. 060MPa，干燥時間IOmin ；第四階段采用負(fù)壓微波噴動床干燥，微波功率200W，真空度0. 040-0. 060MPa，干燥時間15_20min，最終干燥至濕基含水率m左右。(6)采用聚乙烯袋密封包裝，常溫避光保藏。
權(quán)利要求
1. 一種萵苣均勻化干燥的方法，其特征在于采用微波干燥技術(shù)與常壓噴動床及負(fù)壓噴動床干燥技術(shù)聯(lián)合進(jìn)行萵苣的干燥，過程為將新鮮萵苣預(yù)處理、EDTA-Na溶液護(hù)色、燙漂、 乙酸鎂乙酸鋅溶液護(hù)色、微波噴動干燥、包裝、貯藏；步驟為(1)新鮮萵苣預(yù)處理將新鮮萵苣去葉、去皮、清洗、切成8mmX8mm的立方體，或切成 3-5mm的片；(2)EDTA-Na溶液護(hù)色處理對預(yù)處理后萵苣用質(zhì)量濃度1%EDTA-Na溶液浸泡30min， 進(jìn)行護(hù)色處理；(3)燙漂步驟(2)處理后萵苣95°C水中燙漂:3min進(jìn)行物料中酶類的滅活，取出浙干；(4)乙酸鎂-乙酸鋅溶液護(hù)色燙漂后萵苣采用1%的乙酸鎂與1%的乙酸鋅護(hù)色劑溶液浸泡30-60min,溶液pH調(diào)至7. 5 ；(5)微波噴動干燥分為四階段對物料進(jìn)行干燥，第一階段采用常壓微波噴動床進(jìn)行干燥，熱風(fēng)溫度80°C，微波功率200W，熱風(fēng)速度8m/s，干燥時間5min，或采用熱風(fēng)干燥80°C 熱風(fēng)干燥30min;第二階段采用常壓微波噴動床干燥，熱風(fēng)溫度70°C，微波功率400W，熱風(fēng)速度8m/s，干燥時間7min ；第三階段采用負(fù)壓微波噴動床干燥，微波功率300W，真空度 0. 040-0. 060MPa，干燥時間IOmin ；第四階段采用負(fù)壓微波噴動床干燥，微波功率200W，真空度0. 040-0. 060MPa，干燥時間15_20min，控制干燥至物料濕基含水量m ；(6)包裝、貯藏待干燥后產(chǎn)品冷卻至室溫，采用聚乙烯袋進(jìn)行密封包裝，常溫下避光貯藏。
全文摘要
一種常壓與負(fù)壓相結(jié)合的微波噴動床均勻化干燥萵苣的方法，屬于果蔬食品加工技術(shù)領(lǐng)域。其主要過程為將新鮮萵苣去葉、去皮、清洗、切丁(切片)、EDTA-Na溶液護(hù)色、燙漂、乙酸鎂乙酸鋅溶液護(hù)色、微波噴動干燥、包裝、貯藏。本發(fā)明采用了微波干燥技術(shù)，縮短了干燥時間，降低了干燥能耗，減少了萵苣中葉綠素在加工過程中的流失，而且用常壓與負(fù)壓噴動床干燥技術(shù)聯(lián)合進(jìn)行萵苣干燥，物料有循環(huán)運(yùn)動，克服了微波干燥不均勻的缺點(diǎn)。采用微波噴動干燥方式干燥的產(chǎn)品復(fù)水性好，復(fù)水率高，復(fù)水后較脆口感好，具有萵苣特有的香氣，葉綠素含量較高，色澤較好、較均勻。
文檔編號A23B7/02GK102405958SQ20111036528
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者馮宇飛, 盧利群, 孫金才, 張慜, 惠迪 申請人:寧波海通食品科技有限公司, 江南大學(xué)